鉬肥對棉花光合生理的影響研究

姚 剛

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)一師十三團22連，新疆阿拉爾 843300）

0 引言

棉花作為新疆主要經(jīng)濟作物之一，在新疆的發(fā)展和穩(wěn)定方面有著重要的意義。隨著兩高一優(yōu)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對棉花合理施肥提出了更高的要求。棉花在生長發(fā)育過程中，需要從土壤中吸收氮、磷、鉀等大量元素，但棉花的生長僅僅靠大量元素是遠遠不夠的，它同時還需要吸收硼、鋅、鉬、錳、銅等微量元素。這些微量元素一般只占棉株干重的0.0005%～0.005%，但它們對棉花生長發(fā)育和生理代謝起著其他元素不可替代的作用。

鉬是一種具有多種生物功能的微量元素。鉬能促進棉花生長，使苗健壯，并促進棉花生長發(fā)育，提高產(chǎn)量，改善作物的品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)：缺鉬土壤上施鉬可促進棉花葉綠素含量的提高和棉花產(chǎn)量的提高，這表明施鉬與棉花的光合作用有關(guān)，可促進葉綠素的合成，為產(chǎn)量的提高打下基礎(chǔ)。因此深入研究不同施鉬量時棉花的光合作用、葉綠素和光合作用相關(guān)參數(shù)的影響，不僅可以揭示施用鉬肥促進棉花發(fā)育和提高產(chǎn)量的原因，還有利于揭示鉬對棉花光合作用的可能影響機制。

本試驗通過研究不同鉬濃度梯度對棉花葉片光合作用和葉綠素的影響，以及施鉬對棉花光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞內(nèi)CO2濃度、葉片溫度、潛在水分利用效率和氣孔限制值的影響及動態(tài)變化情況，以初步探討施鉬與棉花光合作用的關(guān)系，為本地棉花的高產(chǎn)、高質(zhì)、高效提供理論依據(jù)。

1 實驗設(shè)計

1.1 試驗區(qū)概況

實驗的整個過程都是在智能溫室大棚中進行，因此棉花在光、溫、水、氣等各方面條件都比較好，更利于試驗的進行。

1.2 實驗方案

棉花品種：選用當前廣泛栽培的雜交棉品種，如雜4等；水培器皿 38（寬）cm×50（長）cm×15（高）cm 的塑料盆，每盆 9株；試驗設(shè)計6水平、3次重復(fù)，共18盆；6水平梯度，如表1所示。

表1 試驗設(shè)計表

1.3 樣品的采集

植物組織樣品的采集首先是選定具有代表性的樣株。樣株數(shù)目應(yīng)視作物種類、株間變異程度、種植密度、株型大小或生育期以及所要求的準確度而定。本試驗共采樣4次，每個水平取2株，帶回實驗室后用蒸餾水沖洗干凈，先將鮮樣在80～90℃烘箱中殺青15～30min，然后降溫至60～70℃，烘干后取出稱其干重，粉碎，過篩，保存待用。

1.4 樣品的測定

對于棉花的光合速率、胞內(nèi)CO2濃度、蒸騰速率、葉片溫度、潛在水分利用效率、氣孔限制值和氣孔導(dǎo)度，用LI-6400光合儀進行測定。對于棉花的葉綠素，用SPAD-502型葉綠素儀進行測定。測定葉綠素時，每株的葉片分別測定3次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉬肥對棉花光合作作用相關(guān)參數(shù)的影響

由表2可以看出，鉬濃度對棉花光合作用相關(guān)參數(shù)的影響是比較大的。鉬對棉花光合速率有一定的提高，分別在鉬濃度為0.2%和0.4%時達到了極顯著水平，施鉬后光合速率的提高幅度明顯大于不施鉬的。光合速率是光合作用的指標，施鉬后光合速率的上升表明鉬促進了光合作用的進行。

表2 不同濃度鉬肥對棉花光合作用相關(guān)參數(shù)的影響

施鉬也促進了棉花蒸騰速率的上升，并且在鉬濃度為0.2%，0.6%和0.8%時達到了較顯著水平。不施鉬時，蒸騰速率為1.44，而施鉬后在鉬濃度為1%時，蒸騰速率有最大值3.38，比不施鉬時提高了1.66%。蒸騰速率是植株在一定時間內(nèi)單位葉面積蒸騰的水量。葉片蒸騰則是植物體散失水分的一個重要方式，它不僅能促進植物體內(nèi)水分的傳導(dǎo)，加快植物體內(nèi)礦物質(zhì)運輸，而且蒸騰時CO2分子會由氣孔反響進入植物體，從而對光合速率產(chǎn)生影響。較高的蒸騰速率對降低葉溫、避免熱害、延長葉片功能期、增強根系吸收能力有重要意義。施鉬后蒸騰速率的提高促進了棉花對水分的吸收利用，從而有利于植株體內(nèi)礦物質(zhì)的運輸，并延長了葉片的功能期，增強了根系吸收能力。

施鉬對棉花的氣孔導(dǎo)度也有一定的影響，但變化趨勢不一致，都未達到極顯著水平。不同濃度對氣孔導(dǎo)度的影響可排列為：1%＞0.8%＞0.6%＞0.2%＞0.4%＞0。施鉬對氣孔導(dǎo)度的影響不大，但氣孔導(dǎo)度作為水分和CO2進出的窗口，對光合和蒸騰也具有調(diào)節(jié)作用。

隨著鉬濃度的增大，胞內(nèi)CO2濃度逐漸減小，并在鉬濃度為0.8%和1%時達到了極顯著水平。葉片溫度的變化趨勢不一致，并都不顯著，說明濃度對葉片溫度的影響是不大的。潛在水分對棉花的生長有著較大的影響?？梢钥闯觯S著鉬濃度的增加，潛在水分利用率也隨著增大，達到了41.42，是不施鉬時的2.35倍。同時，施鉬顯著提高了棉花的氣孔限制值。在鉬濃度為0.4%時為極顯著相關(guān)。

2.2 鉬肥對棉花光合作用的影響

2.2.1 鉬肥對棉花光合速率的影響

光合速率的大小，對棉花的生長有重要作用［8］。通過分析可以得到：隨著鉬濃度的增加，光合速率的總體趨勢是增大的。鉬濃度與光合速率的相關(guān)方程為y=5.4871x-0.3352，r=0.967。不施用鉬肥時的光合速率為0.38，在鉬濃度為1%時，光合速率有一個最大值6.5，是不施用鉬肥時的17.11倍。說明鉬對光合速率有促進作用，對光合速率的影響是很大的。

2.2.2 鉬肥對棉花氣孔導(dǎo)度的影響

鉬濃度與氣孔導(dǎo)度的相關(guān)方程為y=0.0495+0.0943x，r=0.8974，表明鉬濃度與氣孔導(dǎo)度的相關(guān)性是比較大的。在鉬肥各濃度時，得到氣孔導(dǎo)度的值分別為 0.04，0.09，0.07，0.10，0.11，0.16。說明鉬肥可以使氣孔導(dǎo)度增大。在鉬濃度為0.2%時，氣孔導(dǎo)度值較高，可能是因為當時的環(huán)境溫度較高。

2.2.3 鉬肥對棉花胞內(nèi)CO2濃度的影響

鉬肥與胞內(nèi)CO2濃度的相關(guān)方程為y=268.7452-100.247x，r=0.9261。隨著鉬濃度的增大，胞內(nèi)CO2濃度是逐漸減少的。在鉬肥的各濃度時，胞內(nèi)CO2濃度的值分別為277.17，221.78，244.72，219.5，184.06，164.5。相對于不施用鉬肥，胞內(nèi) CO2濃度濃度分別降低了25%，13.3%，26.3%，50.6%，68.5%。說明鉬肥的使用，可以降低胞內(nèi)CO2濃度。

2.2.4 鉬肥對棉花氣孔限制值的影響

氣孔是控制葉片內(nèi)外CO2與水汽交換的基本門戶，其運動機制是決定作物光合作用與蒸騰作用最活躍的內(nèi)部因素。通過分析可以得到鉬濃度與氣孔限制值的相關(guān)方程為y=0.0419+0.3201x，r=0.9388。不施鉬時，氣孔限制值為0.04。而施鉬后，氣孔限制值最高達到了0.39，是不施鉬的9.75倍。這足以說明，鉬對棉花的氣孔限制值有很大的促進作用。

2.3 鉬肥對棉花葉綠素含量的影響

由圖1可知：隨著鉬肥濃度的增加，棉花葉綠素的含量總體是增加的。在不施鉬肥時，葉綠素含量的最大值為25，施用鉬肥以后，在濃度為0.6%時有最大值40，葉綠素含量提高了60%。說明鉬肥有促進棉花葉綠素含量增加的效果，從而促進棉花的生長。

3 結(jié)語

（1）施用鉬肥后，棉花的光合速率和蒸騰速率均有所提高，鉬對棉花的光合作用和蒸騰作用均有一定的促進作用。施鉬對氣孔導(dǎo)度的影響不大，鉬通過影響氣孔導(dǎo)度來調(diào)節(jié)光合作用和蒸騰作用。

圖1 不同濃度鉬肥對棉花葉綠素含量的影響

（2）鉬肥可以減少胞內(nèi)CO2濃度，為光合作用提供更多的CO2，促進光合作用的發(fā)生。鉬肥提高了葉片溫度、潛在水分利用效率、氣孔限制值，與不施鉬肥相比，它們的值都增長較大。

（3）鉬肥可以提高棉花葉綠素的含量，施用鉬肥后，葉綠素的最大含量達到了40，比對照的含量提高了60%。對棉花的光合作用起到了促進作用。

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